(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚れやほこりを空気流から分離するチャンバと、前記チャンバの入口と、前記チャンバの出口を形成する多数の貫通孔を備えた壁を有するシュラウドと、を有するサイクロン分離装置であって、各前記貫通孔は、幅及び高さを有し、前記貫通孔は、幅と高さの比が１．５：１〜１：１．５の範囲の実質的に長方形の断面を有し、前記壁は、円形断面の湾曲した外面を有し、前記空気流は、前記湾曲した外面に沿って上流側から下流側に通過し、前記貫通孔に入る前記空気流が前記上流側に向かって差し向けられるように、各前記貫通孔は、前記貫通孔の上流側で前記湾曲した外面の接線に対して鈍角をなして配置された軸線を有する、サイクロン分離装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、幅と高さの比が１．２：１〜１：１．２の範囲である、請求項１記載のサイクロン分離装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、実質的に正方形の断面を有する、請求項２記載のサイクロン分離装置。
【請求項４】
前記シュラウドは、長手方向軸線を有し、前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、複数の軸方向に延びる縦列の状態に配列されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項５】
前記貫通孔の前記軸線は、前記貫通孔の前記上流側で、前記壁の前記湾曲した外面の接線に対して１３０°〜１５０°の範囲で角度をなして配置されている、請求項１から４のいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項６】
前記縦列の前記貫通孔の各々の前記軸線は、実質的に互いに平行に位置している、請求項１から５のいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項７】
少なくとも４つの隣り合う前記縦列の前記貫通孔の前記軸線は、互いに平行である、請求項６記載のサイクロン分離装置。
【請求項８】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の周囲に沿って複数の横列をなして配置されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項９】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは１ｍｍ未満だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１０】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは０．６ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項９記載のサイクロン分離装置。
【請求項１１】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは０．４ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１０記載のサイクロン分離装置。
【請求項１２】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの４５％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１３】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの３０％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１２記載のサイクロン分離装置。
【請求項１４】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの１８％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１３記載のサイクロン分離装置。
【請求項１５】
前記壁は、円筒形である、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１６】
前記壁は、テーパが付いている、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置を有する掃除用電気器具。
【請求項１８】
前記掃除用器具は、掃除機である、請求項１７記載の掃除用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚れやほこりを空気流から分離するサイクロン分離装置に関する。特に、本発明は、掃除機に適したサイクロン分離装置に関するが、これには限定されない。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン分離器を利用した掃除機が周知である。かかる掃除機の例は、欧州特許第００４２７２３号明細書、同第１３７０１７３号明細書及び同第１２６８０７６号明細書に記載されている。一般に、汚れやほこりを同伴している空気流は、接線方向入口を通って第１のサイクロン分離器に入り、この接線方向入口により、空気流は、収集チャンバ内で螺旋又は渦巻き経路を辿って汚れやほこりが空気流から分離されるようになる。比較的清浄な空気が、収集チャンバから出る一方で、分離された汚れやほこりは、収集チャンバ内に集められる。或る用途では、欧州特許第００４２７２３号明細書に記載されているように、空気流は、次に第２のサイクロン分離器に通され、この第２のサイクロン分離器は、第１のサイクロン分離器の場合よりも細かい汚れやほこりを分離することができる。第１のサイクロン分離器の出口と第２のサイクロン分離器の入口との間にシュラウドと呼ばれるバリア部材を位置決めすることが有用であることが判明している。
【０００３】
シュラウドは、典型的には、上流側が第１のサイクロン分離器の分離チャンバと連通した多数の通路又は貫通孔を備えた壁を有する。かくして、シュラウドの貫通孔は、第１のサイクロン分離器の出口を形成する。使用にあたり、第１のサイクロン分離器により分離されなかった汚れやほこりのうちの何割かは、シュラウドの貫通孔を通過して第２のサイクロン分離器内に入る。
【０００４】
シュラウドは、汚れやほこりの大きな粒子がシュラウドの貫通孔を通って第２のサイクロン分離内に入るのを阻止するのに有用な場合がある。しかしながら、バリア部材としてのシュラウドの特性は、シュラウド前後で圧力降下が生じると言うことを意味している。これは、空気流が、空気流路中の絞りとして作用するシュラウドの貫通孔を通過しなければならないからである。この結果、貫通孔を通る空気の速度が高くなる場合があり、その結果、望ましくない汚れやほこりが貫通孔を通って引き込まれるという恐れがある。したがって、十分に広い表面積の貫通孔を提供してシュラウド前後の圧力降下を最小限に抑えることが重要である。
【０００５】
第１のサイクロン分離器の出口を形成するシュラウドの通路又は貫通孔は、多種多様な形態を取ることができる。欧州特許第０８００３５９号明細書は、複数の小さな円形貫通孔又は通路が形成されたシュラウドを開示している。この欧州特許第０８００３５９号明細書の円形貫通孔は、製造が簡単であり、汚れやほこりの大きな粒子がシュラウドを通過するのを阻止するよう寸法決めされているという利点を備えている。しかしながら、これら貫通孔は、形状が円形なので、シュラウドの単位面積当たりの最も大きな貫通孔対シュラウド壁の比をもたらしてはいない。
【０００６】
変形構成が、欧州特許第０９７２５７３号明細書及び英国特許第２３７６１９７号明細書に記載されている。これら構成の各々では、複数の長手方向ブレードが第１のサイクロン分離器の出口の周りに設けられている。ブレードは、貫通孔、例えば、欧州特許第０８００３５９号明細書に記載された貫通孔と比較して比較的大きな断面積を有する比較的長い通路を構成する。通路は、通路相互間に減少した数の「仕切り」を有するので、比較的大きな断面積を有する。しかしながら、欧州特許第０９７２５７３号明細書及び英国特許第２３７６１９７号明細書に記載された通路は、これらのサイズが大きいので、欧州特許第０８００３５９号明細書に記載された構成の場合よりも大きな粒子をなす汚れやほこり（例えば、毛羽）が通路を通過できる。これにより、掃除機の作動効率が減少する場合がある。というのは、汚れやほこりの大きな粒子が第１のサイクロン分離器の下流側に位置する掃除機の部分に入り込むことができるからである。また、これらの構成は、欧州特許第０８００３５９号明細書に記載されている円形貫通孔を有するシュラウドよりも製造が複雑な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第００４２７２３号明細書
【特許文献２】欧州特許第１３７０１７３号明細書
【特許文献３】欧州特許第１２６８０７６号明細書
【特許文献４】欧州特許第０８００３５９号明細書
【特許文献５】欧州特許第０９７２５７３号明細書
【特許文献６】英国特許第２３７６１９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、シュラウドを通過する汚れやほこりの量を減少させる一方で、シュラウドを通る十分な空気流を依然として維持することができるシュラウドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、汚れやほこりを空気流から分離するチャンバと、チャンバの入口と、チャンバの出口を形成する多数の貫通孔を備えた壁を有するシュラウドと、を有するサイクロン分離装置であって、各貫通孔は、幅及び高さを有し、貫通孔は、幅と高さの比が１．５：１〜１：１．５の範囲の実質的に長方形の断面を有することを特徴とするサイクロン分離装置が提供される。貫通孔の長方形断面は、シュラウドの有効貫通孔面積を最大にする。この結果、シュラウド前後の圧力降下が小さくなると共に製造に必要な材料の量が減少する。さらに、上述の比により、貫通孔の形状をシュラウドの貫通孔を通る汚れやほこりのより大きな粒子の通過を減少させるよう設定することができる一方で、依然として所要の構造的完全性を提供することができる。
【００１０】
好ましくは、少なくとも１つの貫通孔は、幅と高さの比が１．２：１〜１：１．２の範囲である。より好ましくは、少なくとも１つの貫通孔は、実質的に正方形の断面を有する。正方形断面を備えた少なくとも１つの貫通孔を提供することにより、シュラウドは、製造が容易であり、しかも良好な構造強度を有する。
【００１１】
好ましくは、シュラウドは、長手方向軸線を有し、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、複数の軸方向に延びる縦列状態に配列されている。貫通孔を複数の縦列の状態に配列することにより、シュラウドの壁への貫通孔の集積度又は密集度が向上する。これにより、シュラウドの壁の単位面積当たりの貫通孔の数を多くすることができる。貫通孔のかかる規則的な配列は又、製造が一層簡単である。
【００１２】
好ましくは、壁は、湾曲した外面を有し、各貫通孔は、貫通孔の上流側で、壁の湾曲した外面の接線に対して鈍角をなして配置された軸線を有する。より好ましくは、貫通孔の軸線は、貫通孔の上流側で、壁の湾曲した外面の関連した接線に対して１３０°〜１５０°の角度をなして配置される。貫通孔の軸線を壁の湾曲した外面の関連した接線に対して鈍角をなして配置することにより、汚れやほこりの大きな粒子が貫通孔を通過するリスクを一段と減少させることができる。
【００１３】
好ましくは、縦列の貫通孔の各々の軸線は、実質的に互いに平行に位置する。より好ましくは、少なくとも２つの隣り合う縦列の貫通孔の軸線は、互いに平行である。より好ましくは、少なくとも４つの隣り合う縦列の貫通孔の軸線は、互いに平行である。貫通孔の軸線を互いに縦列に整列させることにより、貫通孔の密集度が向上し、製造プロセスが単純化される。
【００１４】
好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１ｍｍ未満だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは０．６ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは０．４ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置する。
【００１５】
好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの４５％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの３０％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの１８％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。
【００１６】
貫通孔間に比較的小さい離間を作ることにより、単位面積当たりにより多くの貫通孔をシュラウド中に密集させることができ、構造的完全性を損なわないでシュラウドを製造するのに必要な材料が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】公知のシュラウドを備えたサイクロン分離装置を有する先行技術の掃除機の側面図である。
【図２】公知のシュラウドを有するサイクロン分離装置の側断面図である。
【図３】本発明のサイクロン分離装置の一部を形成するシュラウドの等角図である。
【図４】図３の一部の拡大等角図である。
【図５】図３のシュラウドの側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿って取った図３のシュラウドの断面図である。
【図７】図６の一部の拡大図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿って取った図３のシュラウドの断面図である。
【図９】図８の一部の拡大図である。
【図１０】貫通孔の別の形状を示す図である。
【図１１】貫通孔の別の形状を示す図である。
【図１２】貫通孔の別の形状を示す図である。
【図１３】貫通孔の別の形状を示す図である。
【図１４】貫通孔の別の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、主本体１２を有する直立（アップライト）形掃除機１０を示しており、掃除機１００は、モータ・ファンユニット（図示せず）及び一対の車輪１４を有している。掃除機ヘッド１６が、主本体１２の下端部に旋回可能に取り付けられ、汚れ空気入口１８が、床面に向いた掃除機ヘッド１６の下側に設けられている。主本体１２は、垂直方向上方に延びる背骨２０を有し、この背骨は、空気流を運ぶダクト２２を備えている。取っ手２４が、背骨２０の上端部のところに形成されている。取っ手２４は、床面を横切って掃除機１０を操るようにユーザにより操作可能である。取っ手２４は又、床上掃除を可能にするためにワンド（パイプ）のように解除可能である。この特徴は、本発明にとって重要ではないのでこれ以上説明しない。主本体１２は、空気を掃除機１０から排出する複数の出口ポート２６を更に有している。
【００２０】
掃除機１０は、サイクロン分離装置１００を更に有している。サイクロン分離装置１００は、円筒形ビン１０２及び上側ハウジング１０４を有している。円筒形ビン１０２及び上側ハウジング１０４は、空にする目的でユーザにより分離可能であるように構成されている。サイクロン分離装置１００は、出口ポート２６の上方で且つ背骨２０に隣接して主本体１２で支持されている。サイクロン分離装置１００の内部は、背骨２０内に設けられたダクト２２を通って汚れ空気入口１８と連通状態にある。サイクロン分離装置１００は、集めた汚れやほこりを空にするのを容易にするよう主本体１２から取り外し可能である。
【００２１】
サイクロン分離装置１００は、図２に詳細に示されている。図２では、サイクロン分離装置１００は、掃除機１０から分離した状態で且つ上側ハウジング１０４が設けられていない状態で示されている。しかしながら、使用にあたり、上側ハウジング１０４は、図１に示すように、円筒形ビン１０２に取り付けられ、サイクロン分離装置１００は掃除機１０に取り付けられる。
【００２２】
円筒形ビン１０２は、側壁１０６と、円筒形ビン１０２の下端部を閉鎖するベース１０８と、を有している。入口１１０が、側壁１０６の上端部に隣接して配置されている。側壁１０６、ベース１０８、及び入口１１０は、上流側サイクロン１１２を形成する。上流側サイクロン１１２は、長手方向軸線Ｘ−Ｘを有する。入口１１０は、側壁１０６の接線方向に配置され、したがって、空気流が上流側サイクロン１１２に流入すると、空気流は、軸線Ｘ−Ｘ回りの螺旋経路を辿るように促進される。
【００２３】
シュラウド１１４が、軸線Ｘ−Ｘと同軸に配置されると共に上流側サイクロン１１２の上端部のところに位置している。シュラウド１１４は、多数の小孔又は貫通孔１１８が設けられた円筒形壁１１６を有している。貫通孔１１８は、円筒形壁１１６の外面１２０に形成された上流側及び円筒形壁１１６の内面１２２に形成された下流側を有している。貫通孔１１８の上流側は、上流側サイクロン１１２の内部と連通し、貫通孔１１８の下流側は、通路１２４と連通している。
【００２４】
シュラウド１１４は、通路１２４を上流側サイクロン１１２から分離するシュラウドベース１２６を有している。環状の垂下リップ１２８が、シュラウド１１４の円筒形壁１１６と同心にシュラウドベース１２６の下に配置されている。垂下リップ１２８には、複数の貫通孔１３０が形成されている。貫通孔１３０は、空気流がシュラウド１１４の貫通孔１１８に入る前に汚れやほこりを空気流から抽出するのに役立つ。
【００２５】
下流側サイクロン１３２が、シュラウド１１４の内方に配置されている。下流側サイクロン１３２は、形状が切頭円錐形であり、上端部に入口１３４を有している。入口１３４は、通路１２４と連通状態にある。下流側サイクロン１３２は、出口１３６及び円錐開口１３８を更に有している。出口１３６は、きれいになった空気がサイクロン分離装置１００から出てサイクロン分離装置１００の下流側に位置する掃除機１０の他の部品、例えばフィルタ（図示せず）又はモータに入るための通路となる。下流側コレクタ１４０が、下流側サイクロン１３２の下に配置されていて、円錐開口１３８と連通状態にある。下流側コレクタ１４０は、シュラウド１１４の内方に配置されていて、上流側サイクロン１１２のベース１０８まで延びる円筒形壁１４２を有している。シュラウドベース１２６は、下流側コレクタ１４０の円筒形壁１４２に当接し、下流側コレクタ１４０を上流側サイクロン１１２及び通路１２４から隔離する。下流側コレクタ１４０は、下流側サイクロン１３２内で分離され、次に円錐開口１３８を通って沈降する細かい汚れやほこりを収集するよう構成されている。
【００２６】
使用にあたり、モータ・ファンユニット（図示せず）は、汚れ空気入口１８を通って汚れを含む空気の流れをサイクロン分離装置１００に引き込む。汚れ含有空気は、入口１１０を通ってサイクロン分離装置１００に流入する。入口１１０が接線方向に配置されているので、空気流は、上流側サイクロン１１２の内部の周囲を螺旋経路を辿るように促進される。大きな汚れ及びほこりの粒子は、サイクロン運動により分離される。次に、これら粒子は、上流側サイクロン１１２のベース１０８のところに集められる。
【００２７】
次に、部分的にきれいになった空気は、上流側サイクロン１１２の内部で上方に流れ、シュラウド１１４の貫通孔１１８を介して上流側サイクロン１１２から出て通路１２４内に流入する。次に、空気は、通路１２４から入口１３４を介して下流側サイクロン１３２に流入する。入口１３４は、下流側サイクロン１３２の内壁に対して接線方向に配置されており、それにより、空気は、下流側サイクロン１３２の内部の周囲に沿って螺旋経路を辿るように促進される。この運動により、空気流から汚れやほこりが分離される。下流側サイクロン１３２は、上流側サイクロン１１２の直径よりも小さな直径を有している。したがって、下流側サイクロン１３２は、上流側サイクロン１１２の場合よりも小さな粒子をなす汚れやほこりを部分的にきれいになった空気流から分離することができる。分離された汚れやほこりは、円錐開口１３８を介して下流側サイクロン１３２を出て下流側コレクタ１４０内に入り、ここに集められる。
【００２８】
きれいになった空気は、下流側サイクロン１３２で上方に流れ、出口１３６を経てサイクロン分離装置１００から出る。次に、きれいになった空気は、出口１３６からモータ前フィルタ（図示せず）を通り、モータ・ファンユニット（冷却目的のもの）を横切り、モータ後フィルタ（図示せず）を通って流れ、その後出口ポート２６を通って掃除機１０から排出される。
【００２９】
本発明のサイクロン分離装置の一部をなすシュラウド２００が、図３〜図９に示されている。これらの図では、シュラウド２００は、サイクロン分離装置の残部から分離された状態で示されているが、図２のサイクロン分離装置１００に、図示のシュラウド１１４に代えて用いられるのに適している。
【００３０】
まず最初に図３〜図５を参照すると、シュラウド２００は、円筒形壁２０２を有している。壁２０２は、軸線Ｙ−Ｙ、円筒形外面２０４及び内面２０６を有している。軸線Ｙ−Ｙは、サイクロン分離装置１００に用いられた場合、軸線Ｘ−Ｘと一致する。多数の貫通孔２０８が、壁２０２に形成されている。各貫通孔２０８は、外面２０４に形成された上流側及び内面２０４に形成された下流側を有している。貫通孔２０８は、複数の軸方向に延びる縦列の状態に配列されている。貫通孔２０８は又、複数の円周方向に延びる横列の状態に配列されている。この配列状態は、図３及び図５で明確に理解できる。
【００３１】
各貫通孔２０８は、正方形断面を有している。これが意味することは、上流側から下流側に向かって貫通孔２０８を真っ直ぐに見ると、穴の形状は、正方形であるということである。この実施形態では、各貫通孔２０８は、幅及び高さが２．２ｍｍである。
【００３２】
内面２０６は、壁２０２の周囲に沿って鋸歯状の形状（プロフィール）を有している。これは、図４に詳細に示されている。このことが意味することは、内面２０６の周囲が複数の鋸歯状部（ギザギザ）２１０を有しているということである。換言すると、壁２０２の内面２０６は、壁の周囲に沿って配置された多数の面を有し、各面は、隣りの面に対して角度をなしている。各鋸歯状部２１０は、第１の面２１２及び第２の面２１４を有している。
【００３３】
この実施形態では、第１の面２１２と第２の面２１４は、互いに垂直である。これは、図６及び図７に示されている。これらの図から理解できるように、円筒形壁２０２の厚さは、各鋸歯状部２１０ごとにばらつきがあり、鋸歯状部２１０は、各々４つの鋸歯状部２１０から成る群Ａ，Ｂ，Ｃをなして配置されている。各群Ａ，Ｂ，Ｃに属する鋸歯状部２１０は、互いに平行な第１の面２１２及び互いに平行な第２の面２１４を有している。群Ａ，Ｂ，Ｃは、互いに隣接して配置されている。このパターンは、内面２０６の周囲全体にわたって周りに延びている。
【００３４】
各鋸歯状部２１０は、円筒形壁２０２の全高にわたって延びている。貫通孔２０２の単一の縦列は、内面２０６の単一の鋸歯状部２１０に対応している。これが意味することは、内面２０６の周囲に沿って単一の鋸歯状部２１０を貫通する貫通孔２０２は１つしかないということである。しかしながら、各軸方向に延びる縦列に任意の数の貫通孔２０８を設けても良い。この実施形態では、各縦列は、１６個の貫通孔２０８を有している。任意の１つの縦列の貫通孔２０８の下流側は、対応する鋸歯状部２１０の第１の面２１２に形成されている。これは、図３及び図４に最も良く示されている。
【００３５】
鋸歯状部２１０に貫通孔２０８を設けた結果として、複数の仕切りが貫通孔２０８間に円周方向及び軸方向に形成される。これら仕切りは、シュラウド２００に貫通孔２０８の有効面積を増大させると共にシュラウド２００を製造するのに必要な材料、例えばプラスチックの量を減少させるためにできるだけ薄いことが望ましい。この実施形態では、仕切りの厚さは、壁２０２の内面２０６で測定して０．４ｍｍである。しかしながら、これは好ましいが、１ｍｍ未満の任意の値が適している。換言すると、１つの縦列に属する貫通孔２０８は、隣の縦列の貫通孔２０８から１ｍｍ未満の間隔を置いて位置することが好ましい。加うるに、１つの横列に属する貫通孔２０８は、隣の横列に属する貫通孔２０８から１ｍｍ未満の間隔を置いて位置している。
【００３６】
変形例として、仕切りの厚さを貫通孔２０８の幅又は高さの割合として表現することができる。この実施形態では、貫通孔２０８は、幅が２．２ｍｍ、高さが２．２ｍｍであり、仕切りの厚さは、０．４ｍｍである。したがって、仕切りは、貫通孔２０８の幅又は高さの約１８％の厚さを有する。しかしながら、これは好ましいが、４５％以下の任意の値が適している。換言すると、１つの縦列に属する貫通孔２０８は、隣りの縦列の貫通孔２０８から、貫通孔２０８の幅の４５％以下の距離だけ間隔を置いて位置している。加うるに、１つの列に属する貫通孔２０８は、隣の横列の貫通孔２０８から、貫通孔２０８の高さの４５％以下の距離だけ間隔を置いて位置している。この範囲は、貫通孔２０８の面積を最大にすることと適当な構造強度をもたらすこととの間に良好なトレードオフの関係を与えている。
【００３７】
図８及び図９は、図５のＢ−Ｂ線に沿って取ったシュラウド２００の断面図である。各貫通孔２０８は、軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4を有している。図９では、各軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4は、それぞれの鋸歯状部２１０の第１の面２１０に垂直であり且つ第２の面２１４に平行に配置されている。軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4は各々、円筒形壁２０２の長手方向軸線Ｙ−Ｙに垂直な平面内に位置している。
【００３８】
群Ａの４本の軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4は、互いに平行である。同じことは、図８に示すように群Ｂ，Ｃに当てはまる。したがって、各群Ａ，Ｂ，Ｃの貫通孔２０８の軸線は、隣の群Ａ，Ｂ，Ｃの貫通孔２０８の軸線に対して角度をなして位置している。
【００３９】
４本の軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4は、円筒形外面２０４の接線に対して角度α1，α2，α3，α4を有して配置されている。角度α1，α2，α3，α4は、図９に示すようにそれぞれの軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4とそれぞれの接線Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4との間では鈍角である。この実施形態では、角度α1，α2，α3，α4は、α1に関する１３０°からα4に関する１５０°まで様々である。角度α1，α2，α3，α4間の差は、群Ａの貫通孔２０８の各々の軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4が互いに平行であるという要件に起因している。これにより、測定点が壁２０２の外面２０４の周囲に沿って動くにつれて角度α1，α2，α3，α4に変化が生じる。
【００４０】
矢印Ｆは、使用にあたり、シュラウド２００がサイクロン分離装置１００の一部を形成する場合、壁２０２の外面２０４に隣接した空気流の方向を示している。軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4は、到来する空気流の方向Ｆに対して鈍角をなして配置されている。これにより、空気が９０°よりも大きな角度向きを変えてシュラウド２００の貫通孔２０８を通過しなければならないようになっている。空気流の向きが変わらなければならない角度は、図９に示すようにそれぞれの軸線Ｚ1−Ｚ1，Ｚ2−Ｚ2，Ｚ3−Ｚ3，Ｚ4−Ｚ4とそれぞれの接線との間の角度α1，α2，α3，α4に等しい。したがって、空気流は、それぞれの貫通孔２０８を通過するためには、少なくとも１３０°（軸線Ｚ1−Ｚ1を有する貫通孔２０８の場合）から１５０°（軸線Ｚ4−Ｚ4を有する貫通孔２０８の場合）までの間で向きを変えなければならない。
【００４１】
使用にあたり、シュラウド２００は、シュラウド１１４に代えてサイクロン分離装置１００の一部を形成する。モータ・ファンユニット（図示せず）は、汚れ空気入口１８を通って汚れを含む空気の流れをサイクロン分離装置１００に引き込む。汚れ含有空気は、入口１１０を通ってサイクロン分離装置１００に流入する。入口１１０が接線方向に配置されているので、空気流は、上流側サイクロン１１２の内部の周りに沿って螺旋経路を辿るように促進される。大きな汚れ及びほこりの粒子は、サイクロン運動により分離される。次に、これら粒子は、上流側サイクロン１１２のベース１０８のところに集められる。
【００４２】
部分的にきれいになった空気は、次に、上流側サイクロン１１２の内部で上方に流れ、シュラウド２００の外面２０４に沿ってこの周りを流れる。シュラウド２００の貫通孔２０８を通過するため、空気流は、少なくとも１３０°向きを変えなければならない。個々の貫通孔２００を通る流れを考察すると、比較的僅かな質量（及びそれ故に比較的小さな慣性）を有する空気流は、急峻に向きを変えて貫通孔２００を上流側面から下流側面に通過することができる。しかしながら、汚れ及びほこりのより大きな粒子は、これらの質量が大きいので（その結果、慣性が高いので）その経路を辿ることができない。したがって、汚れやほこりのより大きな粒子は、シュラウド２００の貫通孔２００を通過し続け、上流側サイクロン１１２内に投げ出されて戻って円筒形ビン１０２内に集められる。
【００４３】
きれいになった空気流は、シュラウド２００の貫通孔２０８を通って通路１２４内に入る。次に、この空気は、上述したように通路１２４から下流側サイクロン１３２に流入する。特許請求の範囲に記載されたシュラウド構造を提供することにより、汚れやほこりのより大きな粒子は、シュラウド２００を通過して下流側サイクロン１３２に流入するのが阻止される。したがって、下流側サイクロン１３２は、小さな粒径範囲の粒子が同伴される空気流を司るので、高い効率で稼働することができる。
【００４４】
本発明は、上述の詳細な説明には限定されない。変形例が当業者には明らかであろう。例えば、貫通孔の断面は、正方形である必要はない。他の構成、例えば長方形断面を使用しても良い。幅と高さの比が１．５：１〜１：１．５の範囲の貫通孔を用いても良い。図１０及び図１１は、かかる構成を示している。図１０では、貫通孔の幅ｗと高さｈの比は、１．５：１である。図１１では、貫通孔の幅ｗと高さｈの比は、１：１．５である。これらの比により、貫通孔の断面積は、汚れやほこりのより大きな粒子がシュラウドの貫通孔を通過するのを阻止するに足るほど小さく、他方、依然として所要の構造的完全性を提供することができる。また、かかる構成により、シュラウド前後の圧力降下が小さくなり、製造に必要な材料が少なくなる。さらに、かかる構成は、良好な構造剛性を有する。
【００４５】
加うるに、貫通孔は、完全に長方形である必要はない。例えば、貫通孔の角は、製造しやすいようにするためにアールが付けられるのが良い。これは、図１２に示されている。図１２に示す構成では、貫通孔の幅ｗと高さｈの比は、１：１である。変形例として、貫通孔は、台形（図１３に示されている）であっても良く、或いは、平行四辺形（図１４に示されている）を形成しても良い。図１３及び図１４では、幅ｗは、貫通孔の最も長い側部として測定され、高さｈは、幅に垂直に測定される。
【００４６】
シュラウドの貫通孔は、円筒形外壁の接線に対して鈍角をなすことが好ましいが、これが必要であるというわけではない。接線に対して任意の角度を利用することができる。例えば、各貫通孔の軸線は、関連した接線に対して鋭角をなしても良い。この場合、空気流は、貫通孔を通過するのに僅かな角度向きを変えさえすれば良い。この構成は、空気流がシュラウドの貫通孔を真っ直ぐに通過することが必要な場合、例えば、シュラウド前後に異なる圧力降下を達成することが必要な場合に有用なことがある。
【００４７】
さらに、鋸歯状部を設けることが好ましいが、このようにする必要はない。変形例として、シュラウドの円筒形壁の内面の幾らかの領域は、鋸歯状部を備えていなくても良く、その代わりに、円筒形又は平らであって良い。さらに、鋸歯状部が設けられる場合、鋸歯状部の全てが貫通孔を有する必要はない。交互に位置する鋸歯状部が、貫通孔を有しても良く、或いは、貫通孔を有する鋸歯状部の群と貫通孔を備えていない鋸歯状部の群を散在させても良い。
【００４８】
鋸歯状部が設けられる場合、各鋸歯状部の第１の面及び第２の面は、互いに垂直である必要はない。垂直の関係が好ましいが、６０°〜１２０°の角度も又使用できる。この範囲の角度は、シュラウドを製造するのに必要な材料の量とシュラウドの構造強度との間の有用な妥協点を提供する。また、この範囲の使用により、シュラウドの製造が単純化される。
【００４９】
さらに、縦列に任意の数の貫通孔を設けても良い。貫通孔は又、円筒形壁の軸方向範囲の一部にのみ延びても良い。重要なことは、シュラウドが多数の貫通孔を有し、これら貫通孔の形状が実質的に長方形であり、これらの幅と高さの比が１．５：１〜１：１．５であるということである。
【００５０】
シュラウドは、形状が円筒形である必要はなく、テーパ付きシュラウド又は円錐形シュラウドを提供しても良い。貫通孔を任意のパターンに配列することができるが、規則的なパターンが好ましい。例えば、チェス盤又は互い違いのパターンを使用しても良い。
【００５１】
隣り合う貫通孔間の仕切りは、シュラウドの内面で測定して、貫通孔の幅又は高さの４５％以下の厚さを有することが好ましいが、これは必須の要件ではない。任意の厚さの仕切りを用いることができる。
【００５２】
サイクロンの入口は、接線方向に配置される必要はなく、必要な渦流を入って来る空気流に与えるよう設計されたベーン（羽根）又は他の渦誘導装置を有しても良い。単一の下流側サイクロンに代えて複数の下流側サイクロンを提供することができる。加うるに、別のサイクロン分離段、例えば下流側サイクロンの下流側に第３の段を設けても良い。
【００５３】
掃除用器具は、直立形掃除機である必要はない。本発明は、他形式の掃除機、例えば筒形機、スティックバキューム又は携帯型掃除機に利用できる。さらに、本発明は、他形式の掃除用器具、例えば乾湿式機械又はカーペット洗浄機に利用できる。当業者には他の変形例及び改造例が明らかであろう。
【符号の説明】
【００５４】
１０  直立形掃除機
１００  サイクロン分離装置
１１０，１３４  入口
１１２  上流側サイクロン
１１４，２００  シュラウド
１１６，１４２，２０２  円筒形壁
１１８，１３０，２０８  貫通孔
１２０  円筒形壁の外面
１２２  円筒形壁の内面
１２４  通路
１２８  垂下リップ
１３２  下流側サイクロン
１３６  出口
１３８  開口部
１４０  コレクタ
２１０  鋸歯状部
２１２，２１４  面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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